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全球6G产业及政策进展研究

  摘要:5G商用开启万物互联的时代,6G将开启“万物智联、数字孪生”的全新时代,实现广泛的人、机、物智能互联。随着6G研究帷幕徐徐拉开,全球主要国家在6G领域战略布局动作频频,通过制定国家战略、增加财政支持、设立研究项目、开展国际合作等推动6G愿景需求、技术方向、标准研究,增强6G产业国际竞争力。通过梳理分析我国和美欧日韩等国家/地区在6G研究布局情况及特点,对推动我国6G研究提出发展建议。

  0 引言

  自第 一代移动通信技术诞生以来,基本保持每十年更新一代技术的规律。历经数十年的演进,移动通信技术已深刻改变人们的生产生活方式。移动通信技术作为全球新一轮科技革命和产业变革的重要支撑,是未来经济社会实现高质量发展的关键基础设施,具有极强的战略性、先导性和溢出性。随着5G逐渐实现规模化应用,6G研究已徐徐展开。积极推动6G研究,将为重塑全球科技格局、助力社会可持续发展、全面提升人类福祉带来新机遇。

  1 6G将带动数字时代技术创新和产业变革浪潮

  1.1 6G标准研发进入窗口期

  2022年3月,全球5G标准的第三个版本3GPP Release 17功能冻结。从3GPP Release 18开始,将进入到5G增强技术(5G-Advanced)的演进周期,为6G技术做准备。同时,ITU工作组计划于2023年6月之前制定6G的“未来技术愿景建议书”,并将以此为基础制定详细技术规格,6G技术遴选进入窗口期。

  自2019年4月韩国打响全球5G商用发令枪以来,全球各国加快5G商用步伐。截至2022年4月,据中国信息通信研究院统计,全球共有85 个国家/地区实现5G商用。5G商用三年以来,网络覆盖规模持续扩大,技术标准持续演进,行业应用不断深化、拓展,产业生态加速成熟。遵循移动通信技术“十年一代”的历史发展规律,5G商用起步之时就是6G研究开始之日[1] ,5G成功商用也为6G研究奠定坚实基础。2020年2月,国际电信联盟(ITU)无线电通信部门5D工作组(ITU-R WP5D)正式启动面向6G研究的相关工作,会议初步确立6G研究时间表,包括技术趋势、愿景需求研究报告等重要计划时间节点,标志着6G技术研究正式拉开帷幕。

  1.2 6G发展对经济社会的影响

  6G是国家战略布局的关键高地。6G作为下一代移动通信技术将实现人、机、物的多维感知、泛在智联,超高传输速率、超低时延、超大连接密度将推动人类进入虚拟与现实深度融合的全新时代[2],实现“万物智联,数字孪生”的6G美好世界[3] 。随着5G商用规模逐渐延伸,全球各主要国家针对6G研究的布局也全面展开,美日欧韩等国家/地区通过战略引导、产学研用协同创新、出台保障政策等推动6G技术、标准研究,6G被视为推动国家创新发展的重要驱动力。

  6G将拓展数字经济增长新空间。与5G相比,6G带来的不仅仅是传输速率、网络容量的提升,内生智能、空天地一体化网络覆盖、全息通信、多感官互联等特性将极大拓宽移动通信产业边界和服务能力,激发新业态、新模式、新产业,创造经济增长新空间。6G与人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术融合更加紧密,深度赋能工业、能源、交通、医疗、教育等行业智能化转型,加速推动经济社会数字化转型,实现经济高质量发展。

  6G将推动未来社会实现可持续发展。提升6G网络能效、实现移动通信产业绿色发展不仅是满足企业降本增效的需求,更是实现经济社会可持续发展的根本要求。绿色、节能将成为6G网络架构的设计原则之一,有效提升网络设备能源效率,推动无线设备向通用化、开放化发展,提高无线设备使用率[4] 。6G通过助力钢铁、化工、电力、石化等高耗能行业实现数字化、智能化升级,实现精准赋能、动态优化、高效管理,推动高耗能行业绿色、低碳、高质量发展。

  2 全球主要国家争相布局6G产业

  2.1 美国:积极联合盟友开展技术、标准研究

  美国率先开放6G试验频谱,大力推动太赫兹等潜在技术方向研究。2019年3月,美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)率先开放95 GHz ~3 THz频段的太赫兹频谱用于6G技术试验研究。2022年3月,Keysight获得FCC颁发的首个6G试验牌照,研发基于亚太赫兹频段的数字孪生、扩展现实等应用。美国国防部牵头,联合私营部门共同投资成立太赫兹与感知融合技术研究中心(ComSenTer),并有伯克利大学、纽约大学、斯坦福大学等三十多所大学参与,主要负责太赫兹无线通信技术研究。

  美国政府高度重视6G研究。2021年12月,美众议院通过《未来网络法案》,法案要求FCC尽快建立由政府、通信企业、相关公共利益团体组成的6G工作组,并向国会提交关于6G标准、部署、供应链等方面的报告。美国国际开发金融公司(DFC)首席执行官亚当·博勒(Adam Boehler)曾在采访中表示,6G是未来备受关注的投资领域。

  智库纷纷为美国6G发展提出建议。2021年3月,美国战略与国际研究中心(Center for Strategic andInternational Studies,CSIS)发布《在美国加速5G》,提出政府应通过加强对6G技术的财政支持和强化与盟友的技术合作以保持国际竞争力。2021年12月,新美国安全中心(Center for a New American Security,CNAS)发布《边缘网络,核心政策:保护美国的6G未来》,总结了美国推动5G发展的“经验教训”,从战略制定、投资研发、设立专门机构、人才培养等方面对加强美国未来6G竞争力提出相应建议。

  美国联合盟友积极开展共同研发活动,构筑技术领先优势。2021 年,在日本时任首相菅义伟访美期间,美日宣布将通过共同投资45 亿美元推动在6G及网络安全方面合作,包括6G技术试验、标准研究等。2021年5月,韩美举行首脑会谈,在6G、半导体等产业加强合作研究达成共识,会议上韩国信息通信企划评价院与美国国家科学基金会签署6G合作研究协议。与此同时,美国电信行业解决方案联盟联合日欧韩等国的主流ICT企业共同组建Next G联盟,在推动6G技术、网络、应用等层面达成发展共识,实现从6G研发、测试到商用全流程合作。Next G联盟于2022年2月发布《6G路线图》,确立了6G远景目标、技术方向和发展路线,强调政府应从政策举措、资金支持、科研项目设立等方面推动6G研究。

  2.2 韩国:产学研用协作推进6G研究

  韩国抢跑6G战略布局。2020年4月,韩国政府审批通过“6G技术开发项目”的事前可行性调查,从科技可行性、政策可行性、经济可行性等方面进行深入分析,为推动6G发展奠定基础[5]。8月,韩国发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》,从技术研究、标准制定、产业配套等方面加快推动6G商用化进程,加强核心技术和关键设备、零部件的国际竞争力,并在数字医疗、自动驾驶汽车、沉浸式内容、智慧城市和智慧工厂五大领域设立示范项目。2021年6月,韩国发布《6G研发计划》,计划在2025年前投入2 200 亿韩元用于核心技术自主研发、抢占国际标准制定主导权、夯实研究与产业基础三大战略领域。

  韩国重视公私协作推动6G战略实施,政产学研协同推动6G发展。政府成立由科学和信息通信技术部、运营商、设备企业、中小企业、研究机构的专家组成6G研发战略委员会,组织政产学研各界力量定期召开研讨会并制定研究项目,针对6G战略中各项计划的进度进行评估、审查、适时地调整。韩国通过政府引导和企业主导的协同发展模式推动6G创新发展,优化科技资源配置,同步提高企业、研究机构的研发效率,力推关键核心技术自主化、抢占6G标准主导权、夯实产业基础。

  2.3 日本:将6G视为构建超智能社会(社会5.0)的重要基石

  日本政府超前布局6G研究旨在增强通信产业国际竞争力。2020年1月,日本总务省设立Beyond 5G推进战略座谈会,针对Beyond 5G愿景需求、潜在技术方向、政策需求等方面定期进行研讨。2020年4月,日本总务省发布《6G综合战略》草案及关键技术目标,将通过财政支持和税收优惠推动6G关键技术研发和标准研究,提高6G产业国际竞争力。2020年6月,日本总务省正式发布《Beyond 5G 推进战略》,提出将在2025年逐渐完成基础技术研发、5G必要专利全球占比达10%以上、在2030年创造44 万亿日元附加价值的战略目标[6]。

  日本采取多项政策措施推动6G研发。在资金支持方面,日本政府设立500 亿日元的6G研究基金,用于资助6G核心技术研究、测试验证等,并加强公私合作。在人才培养方面,通过开展挑战赛事、奖金激励、设立人才储备库等方式吸引、培养创新人才。在公私合作方面,日本通过设立由政产学研各方组成的Beyond 5G推广联盟,负责《Beyond 5G推进战略》的推进落实;并设立Beyond 5G战略促进工作组负责跨部门协调,定期评估战略目标完成情况。在国际合作方面,日本积极与美国、荷兰开展6G技术联合研发,Beyond 5G推广联盟分别与北美Next G联盟和欧盟6G旗舰项目Hexa-X签署合作协议。

  2.4 欧洲:凭借产业优势、整合多国力量共同推动6G研究

  欧盟积极布局6G研究项目,加强公私合作。2021年1月,欧盟正式启动汇集产学研用各方力量组成的6G旗舰项目Hexa-X,该项目由诺基亚牵头,联合爱立信、西门子、阿尔托大学、英特尔、Orange等20 多家领先企业和研究机构,旨在推动6G愿景、应用场景、潜在技术方向、网络架构等研究。由欧盟和私营部门联合资助的“智能网络和服务联合伙伴”项目包括推动6G研发和5G部署,该项目计划在2021—2027 年总计吸引至少18 亿欧元的投资(其中欧盟提供9 亿欧元)。2021年6月,欧洲6G智慧网络和业务产业协会(6GIA)与我国IMT-2030(6G)推进组签署6G合作备忘录[7],将在6G愿景需求、关键技术、标准研究、试验验证等方面开展广泛合作,推动形成全球统一6G标准及产业生态。

  欧洲各国通过设立研究中心、财政支持、国际合作等手段积极推动6G研究,重视6G应用场景研究。英国由布里斯托大学和伦敦国王学院联合成立6GFutures研究中心,该中心汇集多名通信、计算机、人工智能、社会科学等领域的专家,在推动6G技术研究的同时,更加注重6G在医疗、能源、交通等垂直行业的应用场景研究。德国以大学/研究机构为核心推动6G技术研究,加强与工业企业合作,尽快推动6G技术向场景应用落地,德国联邦教育和研究部(BMBF)将在2025年前提供7 亿欧元资助6G研究[8],通过资助成立6G研究中心和6G项目平台促进6G技术、标准、核心元器件等研发,并进行协调、监管,目前已资助成立4 个6G研发中心。芬兰奥卢大学发布全球首份6G白皮书,以“泛在无线智能”为特点奠定6G研究基础。2018年,奥卢大学启动全球首个6G研究计划——6G旗舰研究计划(6G Flagship Program),该计划将无线连接解决方案、器件和电路、分布式智能、生态系统作为四大战略研究领域,并积极与日本、新加坡进行合作研究。

  3 我国6G发展具备坚实基础

  我国5G发展走深向实,在网络建设、技术标准、行业应用、产业生态等方面取得较大进展,成为全球5G发展的领跑者,为我国6G发展奠定坚实基础。

  3.1 我国政府积极推进6G研究工作

  我国政府前瞻谋划6G发展,各部委积极布局6G研发。2021年3月,“十四五”规划纲要提出前瞻布局6G网络技术储备。2022年1 月,《“十四五”数字经济发展规划》提出,前瞻布局6G网络技术储备,加大6G技术研发支持力度,积极参与推动6G 国际标准化工作[9] 。工业和信息化部成立推进组,发布相关政策文件推动6G发展。2019年6月,工业和信息化部推动成立IMT-2030(6G)推进组,聚合运营商、设备商、高校和科研机构等产学研用力量推动我国6G技术研究、开展国际交流合作。自成立以来,推进组相继发布《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书、《6G典型场景和关键能力》白皮书和《智能超表面技术研究报告》《太赫兹通信技术研究报告》《超大规模天线技术研究报告》等系列技术研究报告,为我国6G发展深根固本。2021年11月,工业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,规划指出将从6G基础理论研究、关键技术研发、频率规划、国际合作等方面推动6G研究。科学技术部联合国家发展和改革委员会、教育部、工业和信息化部等相关部委对6G研究进行系统布局。2019年11月,科学技术部牵头成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,推进工作组从政府层面推动6G研发工作实施,总体专家组由高校、科研机构、企业共同组成,主要负责6G技术探索研究、试验验证等。

  3.2 产业界积极推进6G研究

  我国运营商、设备商依托各自技术优势开展6G技术、标准预研。中国电信、中国移动、中国联通紧跟国家发展布局,积极探索6G 愿景需求、潜在技术方向、应用场景,通过组建研发团队、开展技术交流、搭建产业合作平台、参与国际组织研究项目等方式推动6G关键技术、标准研究。与此同时,三大运营商联合主流ICT企业、科研机构相继发布多份白皮书,不仅对我国6G发展具有重要指导意义,也进一步扩大我国企业国际影响力。面对竞争日益激烈的国际环境,华为、中兴等主流设备商纷纷加快6G研发步伐。2019年,华为在加拿大的研究中心已着手研究6G技术,在增加研发投资的同时积极与加拿大多所高校、研究机构开展联合研究。2021年4月,华为发布《6G无线通信新征程》白皮书,从技术角度对6G无线网络的潜在应用、需求以及支撑技术进行全面剖析[10]。

  4 结束语

  在经历“1G空白,2G跟随,3G突破,4G同步”之后,我国在5G发展处于全球前列,网络建设加速推进、行业应用持续深化、产业生态稳步壮大。在此基础上,加快布局6G产业、巩固并延续我国在移动通信领域的领先地位至关重要。

  一是加强顶层设计,推动跨行业协同创新,统筹推进6G研究。通过加快6G顶层战略、保障政策出台,根据我国6G产业实际发展情况定期评估、调整6G战略政策,实现我国6G研究工作有序推进。加强跨行业、跨领域协同合作,推动产业链上下游协同创新,形成合力推动6G技术、标准研究。积极构建政产学研用创新合作机制,通过共同承接重大科研项目、设立研究中心、成立产业联盟等方式凝聚各方优势。

  二是加快推动关键技术研究,夯实产业基础。鼓励企业、高校、研究机构等加强太赫兹、通信感知一体化、动态频谱共享等6G关键技术研究,并通过强化核心元器件、半导体材料等核心环节的政策支持力度,为6G发展奠定坚实产业基础。未来,6G与人工智能、云计算等技术融合程度将进一步加深,建议加强跨领域融合技术创新研究,打破学科领域壁垒,增强对科技成果转化支持力度。

  三是持续深化国际合作,推动构建开放共赢的全球产业生态。积极搭建6G领域协同创新桥梁,拓展国际合作空间,加强与欧日韩等国家和地区联合开展6G技术探索、试验验证,打造互利共赢、开放合作的6G全球产业生态。通过鼓励ICT企业、科研院所、行业组织围绕6G技术、标准、安全、产业等开展民间合作,促进达成全球统一的6G标准和生态。我国企业、科研院所应积极参与ITU、3GPP等国际组织,加大国际交流力度,扩大我国企业在国家组织的影响力。

  参考文献

  [1] 杨光. 2022年将成为6G从学术研究走向产业愿景的关键之年[J]. 通信世界, 2022(3):31-33.

  [2] IMT-2030(6G)推进组. 6G总体愿景与潜在关键技术白皮书[R], 2021.

  [3] IMT-2030(6G)推进组. 6G典型场景和关键能力白皮书[R], 2022.

  [4] 中国联合网络通信有限公司研究院. 中国联通6G白皮书[R], 2021.

  [5] 陈奕彤, 宋微, 李彩霞. 韩国6G研发促进战略研究[J]. 全球科技经济瞭望, 2021,36(8):20-26.

  [6] 日本总务省. Beyond 5G推进战略(概要)[R], 2020.

  [7] IMT-2030(6G)推进组. IMT-2030(6G)推进组与6GIA签署6G合作备忘录,共同推进6G创新发展与全球统一生态[EB/OL]. (2022-06-03)[2022-07-12]. http://www.imt2030.org.cn/html/default/zhongwen/xinwendongtai/1532538678008631297.html?index=4&language=zh.

  [8] 德国联邦教育与研究部. Karliczek: 6G wird unsere Kommunikation revolutionieren-rund 700 Millionen Euro für die Vernetzungstechnologie von übermorgen[EB/OL]. (2021-04-12)[2022-07-12]. https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/ pressemitteilungen/de/karliczek-6gwird-unsere-kommu-ngstechnologie-von-uebermorgen.html.

  [9] 国务院. “十四五”数字经济发展规划[R], 2022.

  [10] 童文, 朱佩英. 6G无线通信新征程[M]. 北京: 机械工业出版社, 2021.

  Research on global 6G industry and policy progress

  WANG Yifei1, WEN Liqun1, LI Mingyu2

  (1. Policy and Economics Research Institute, China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China; 2. Mobile Communications Innovation Center, China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China)

  Abstract: The fifth-generation (5G) mobile networks will open the era of the internet of everything, and the sixth generation (6G) mobile networks will open a new era of “intelligent connectivity of everything and digital twins”, realizing a wide range of intelligent interconnection of people, machines and things. As 6G technology research starts, the attention of representative countries is increasingly shifting towards 6G. They initiated 6G vision research, technology research, standard research by developing strategic plans, financial support, 6G projects and global cooperation, so as to enhance the international competitiveness of the 6G industry. This paper analyzes the layout and characteristics of 6G research in China, the United States, Europe, Japan, South Korea, etc., and makes several relevant policy recommendations on how to promote high-quality 6G research.

  Keywords: 6G; strategic plans; global cooperation

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